Question

（14分）在地面附近的真空室中，水平平行虚线PQ、MN间有方向水平且垂直于纸面的匀强磁场，PQ与MN相距为2L。一个边长为L、质量为m的均匀金属框abcd，总电阻为R，处于竖直面内，ab边距PQ为L。让金属框由静止开始下落，运动中保证金属框始终在竖直平面内且ab边与PQ平行，当金属框ab边刚进入磁场，金属框即开始做匀速运动。已知重力加速度为g，求

（1）匀强磁场的磁感应强度B

（2）金属框从开始运动至其ab边刚要出磁场的过程中，金属框产生的焦耳热Q

（3）金属框ab边刚要出磁场时的速度v

 

 

 

Answer 1

 

解：（1）设金属框刚进入磁场时的速度为v₀，有

                                                      ………（2分）     

   金属框刚进入磁场做匀速运动，有                         ………（1分）

又           

          

          

故有                                             ………（2分）

 ∴                                         ………（1分）  

（2）在金属框从开始运动至其ab边刚要出磁场的过程中，只有金属框进入磁场的阶段才会产生的焦耳热

   由能的转化和守恒定律有    

                                                          ………（4分）

（3）金属框从开始运动至其ab边刚要出磁场的过程，由能的转化和守恒定律有

                                                ………（2分）

 

   ∴                                                    ………（2分）

注：其它方法解答正确的，同样给分。如

   

       

     

 

 解析:略